[發明專利]一種高效生物脫氮反應裝置

有效

• 申請號: 201810804306.0
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108975500B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 陽廣鳳;馮麗娟;穆軍;孫靜亞
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/34
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種高效生物脫氮反應裝置，包括反應裝置本體，所述反應裝置本體內部中間設置有相互間隔布置的上折流板、下折流板，所述上折流板、下折流板將反應裝置本體分割成第一反應室、用于進行異養脫氮的第二反應室和位于第一反應室和第二反應室之間的外源碳添加區三個腔室，所述第一反應室內設置有若干個引流板，所述引流板將第一反應室分割成至少一個用于進行硝化反應的硝化區和至少一個用于進行脫氮的自養脫氮區。本發明通過將異養反硝化菌與自養硝化菌和自養反硝化菌分開在不同的反應室中，能夠有效降低菌群之間的競爭，為不同生態位的功能均提供適宜的生活環境，利于系統穩定高效運行。

技術領域

本發明涉及一種污水處理裝置，特別涉及一種高效生物脫氮反應裝置。

背景技術

工業廢水和城鎮污水等含氮廢水排放的加劇，環境水體水質常受到氮素的污染且有逐漸惡化的趨勢。生物脫氮工藝是一種經濟、高效、安全的脫氮技術。尤其是新型全程自養脫氮工藝，通過功能菌群氨氧化菌和厭氧氨氧化菌在氧限制條件下直接將氨氮轉化氮氣，實現脫氮的目的。該工藝不需要添加外源有機碳源，且相較于傳統硝化-反硝化生物脫氮工藝能夠節約63%的曝氣。然而，氨氧化菌和厭氧氨氧化菌分別屬于好氧菌而厭氧氨氧化菌為厭氧菌，溶解氧過高和過低都會嚴重抑制系統的脫氮性能。

全程自養脫氮工藝無法完全淘汰與氨氧化菌具有相似生態位的亞硝酸鹽氧化菌，從而導致兩者之間的競爭，且氨氧化菌轉化成的亞硝氮生成硝氮，而硝氮不能通過厭氧氨氧化途徑去除。為徹底去除水體中的氮素，必然要引入異養反硝化脫氮。而異養反硝化菌與自養氨氧化菌和厭氧氨氧化菌相比，具有更高的競爭力。在自養脫氮系統中引入異養脫氮途徑會導致自養和異養系統的性能均受到抑制，不利于系統的脫氮性能。

發明內容

本發明的目的是解決現有全程自養脫氮工藝中具有相似生態位的的氨氧化菌與亞硝酸鹽氧化菌的競爭和在自養脫氮系統中引入異養脫氮途徑導致自養和異養脫氮途徑均受到抑制等問題，提供一種高效生物脫氮反應裝置，能夠為不同生態位的脫氮功能菌提供適宜的生活環境，提高功能菌的活性和生物量，有利于系統的穩定、高效運行。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：一種高效生物脫氮反應裝置，包括反應裝置本體，所述反應裝置本體內部中間設置有相互間隔布置的上折流板、下折流板，所述上折流板、下折流板將反應裝置本體分割成第一反應室、用于進行異養脫氮的第二反應室和位于第一反應室和第二反應室之間的外源碳添加區，所述第一反應室內設置有若干個引流板，所述引流板將第一反應室分割成至少一個用于進行短程硝化反應的短程硝化區和至少一個用于進行脫氮的自養脫氮區，所述第一反應室底部設置有進水口，所述第一反應室內設置有至少一個曝氣裝置，所述第一反應室上方設置有用于消耗水體中氧氣并對水體進行進一步脫氮的微生物載體，所述第二反應室一側設置有出水口。

所述第一反應室內加入含有氨氧化菌與自養脫氮菌（自養反硝化菌或厭氧氨氧化菌）混培污泥，在第二反應室中加入含有異養反硝化菌的污泥，通過氨氧化菌將污水中的氨轉化為亞硝酸鹽，并通過自養反硝化菌或厭氧氨氧化菌將生成的亞硝酸鹽和部分硝酸鹽生成氮氣排出反應系統。水體中剩余的硝酸鹽進入到第二反應室，異養反硝化菌對水體中剩余的硝酸鹽進行進一步反硝化生成氮氣排出，通過上述過程能夠有效對污廢水中的含氮物質進行脫離。通過將異養反硝化菌與氨氧化菌和自養反硝化菌分開在不同的反應室中，能夠有效降低菌群之間的競爭，為不同生態位的功能菌均提供適宜的生活環境，利于系統穩定高效運行。所述外源碳添加區用于添加有機碳源，并隨水流入第二反應室，維持第二反應室內的異養反硝化菌的生長繁殖和脫氮所需的有機物。所述曝氣裝置用于向第一反應室中通入菌群所必需的氧氣。所述微生物載體能夠有效附著不同功能菌群，包括大量的耗氧菌群和各類脫氮菌，其作用包括：1）用于消耗水體中剩余的溶解氧，水體通過微生物載體后，水體中的含氧量大大降低，有利于后續厭氧菌異養反硝化菌的生存；2）載體生物膜具有進一步脫氮功能；且3）載體的物理攔截功能能夠有效持留自養脫氮系統中的功能微生物。所述引流板一方面將第一反應室分割成若干個具有不同功能的反應區，另一反面，引流板對水流方向起引導作用，可使污廢水能夠有效迂回流過各個反應區，發生不同的反應過程，達到降低反應器死區、強化系統脫氮的目的。